專(zhuān)利名稱(chēng)：一種裝飾材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝飾材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，裝飾材料廣泛應(yīng)用于航空、航天、化工、造船、通信、電子、汽車(chē)制造等工業(yè)領(lǐng)域。尤其是應(yīng)用于電子產(chǎn)品的裝飾時(shí)，可以使電子產(chǎn)品獲得美觀(guān)的外觀(guān)裝飾和更好的質(zhì)感， 從而提高產(chǎn)品的價(jià)值。通常的鍍膜方法是采用物理氣相沉積，其中磁控濺射的方法尤其是一種很好的鍍膜方法，在基材上制備的膜層金屬質(zhì)感強(qiáng)，結(jié)合力好，耐磨性和耐腐蝕性能優(yōu)良，而且膜層的厚度很薄、不影響高端產(chǎn)品或復(fù)雜形狀產(chǎn)品的功能，是公認(rèn)的綠色環(huán)保工藝。眾所周知， 采用磁控濺射離子鍍的方法所制備的膜層主要包括銀色的氮化鉻層、金黃色的氮化鈦層、 玫瑰色的碳氮化鈦層、和黑色的碳化鈦層。但是，在目前，采用磁控濺射的方法得到的膜層顏色比較少，不能滿(mǎn)足人們的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的裝飾膜層顏色單一的缺點(diǎn)，從而提供一種色彩豐富、具有金屬質(zhì)感的裝飾材料及其制備方法。本發(fā)明提供了一種裝飾材料，該材料包括基材和鍍覆在所述基材上的膜層，所述膜層包括依次鍍覆在所述基材上的裝飾膜層和金屬化膜層；所述裝飾膜層為碳氮化鈦、氮化鋁鈦和氮化鎢中的一種；所述金屬化膜層為鎢、鋁、鉻、鈦和不銹鋼的一種。本發(fā)明還提供了一種裝飾材料的制備方法，該方法包括在磁控靶上施加電源使磁控靶上的靶材物質(zhì)濺射并沉積在所述基材上，以形成依次鍍覆在所述基材上的裝飾膜層和金屬化膜層，所述靶材為鈦、鈦鋁、鉻、鎢和不銹鋼中的至少一種。本發(fā)明提供的鍍膜材料，膜層顏色豐富，顏色均勻，而且膜層的金屬質(zhì)感很強(qiáng)，結(jié)合力好，耐磨性和耐腐蝕性能優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種裝飾材料，該材料包括基材和鍍覆在所述基材上的膜層，所述膜層包括依次鍍覆在所述基材上的裝飾膜層和金屬化膜層；所述裝飾膜層為碳氮化鈦、氮化鋁鈦和氮化鎢中的一種；所述金屬化膜層為鎢、鋁、鉻、鈦和不銹鋼的一種。根據(jù)本發(fā)明所提供的裝飾材料，所述裝飾膜層為碳氮化鈦，所述金屬化膜層為不銹鋼。根據(jù)本發(fā)明所提供的裝飾材料，所述裝飾膜層為氮化鋁鈦，所述金屬化膜層為不銹鋼。根據(jù)本發(fā)明提供的鍍膜材料，所述裝飾膜層的厚度和金屬化膜層的厚度根據(jù)具體的顏色需要而定，在優(yōu)選情況下，所述形成裝飾膜層的磁控濺射條件使所述裝飾膜層的厚度為0. 8-2um，優(yōu)選為1-1. 5um ；所述形成金屬化膜層的磁控濺射條件使所述金屬化膜層的厚度為2-8nm，優(yōu)選為3_6nm。根據(jù)本發(fā)明提供的鍍膜材料，為了增加裝飾膜層與基材之間的結(jié)合力，在優(yōu)選情況下，在基材與裝飾膜層之間設(shè)置有過(guò)渡層，所述過(guò)渡層為鎢、鋁、鉻、鈦和不銹鋼中的至少一種。更優(yōu)選為，所述過(guò)渡層為與裝飾層相同的金屬材料。根據(jù)本發(fā)明提供的鍍膜材料，所述基材可以采用各種可以進(jìn)行磁控濺射離子鍍的基材，例如可以為不銹鋼、鈦、鉻、鋁、鎂、鋅、鈦合金、鋁合金或鎂合金。本發(fā)明提供的裝飾材料的制備方法包括，在磁控濺射條件下依次在基材上形成裝飾膜層和金屬化膜層，在磁控靶上施加電源使磁控靶上的靶材物質(zhì)濺射并沉積在所述基材上，以形成依次鍍覆在所述基材上的裝飾膜層和金屬化膜層，所述靶材為鈦、鈦鋁、鉻、鎢和不銹鋼中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明所述的裝飾材料的制備方法，所述磁控靶優(yōu)選為對(duì)靶結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要使用一對(duì)或幾對(duì)磁控靶，每對(duì)磁控靶由一個(gè)電源供電，兩個(gè)磁控靶各自與電源的一極相連，并與整個(gè)真空室絕緣。工架件可以圍繞真空室的中心軸順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速可以為0. 5-10轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選為2-6轉(zhuǎn)/分鐘。根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在優(yōu)選情況下，形成所述裝飾膜層的靶為平板狀，形成所述金屬化膜層的靶為圓柱狀。所述靶材的純度優(yōu)選99. 9%以上，更優(yōu)選為99. 99%以上。根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在優(yōu)選情況下，在所述磁控濺射的過(guò)程中用偏壓電源轟擊膜層。所述偏壓電源使帶正電的離子間歇地對(duì)薄膜有轟擊作用，有效地提高了膜層的結(jié)合力和致密度。根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在優(yōu)選情況下，所述形成裝飾膜層的磁控濺射條件使所述裝飾膜層的厚度為0. 8-2um，優(yōu)選為1-1. 5um ；所述形成金屬化膜層的磁控濺射條件使所述金屬化膜層的厚度為2-8nm，優(yōu)選為3-6nm。根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在優(yōu)選情況下，所述形成裝飾膜層的磁控濺射條件包括電源的功率為5-10千瓦，更優(yōu)選為7-9千瓦；磁控濺射的真空度為0. 3-0. 8帕，更有選為0. 4-0. 7帕；濺射時(shí)間為35-120分鐘，更優(yōu)選為40-70分鐘；工作氣體為惰性氣體，反應(yīng)氣體為氮?dú)饣虻獨(dú)夂鸵胰驳幕旌蠚怏w；所述反應(yīng)氣體的流量為遞增的；所述反應(yīng)氣體為氮?dú)鈺r(shí)，氮?dú)獾某跏剂髁繛?0-80標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，更優(yōu)選為40-60標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘；最終流量為90-260標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，更優(yōu)選為100-150標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘；所述反應(yīng)氣體為氮?dú)夂鸵胰驳幕旌蠚怏w時(shí)，乙炔的流量為1-20標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘或乙炔流量遞增變化，其起始流量為 8-20標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，最終流量為20-60標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘；所述氮?dú)獾某跏剂髁繛?0-40標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，更優(yōu)選為20-30標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘；最終流量為50-100標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，更優(yōu)選為50-80標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘；偏壓為150-200伏；占空比為15% -75%，更優(yōu)選為30-50 %。根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在優(yōu)選情況下，形成所述金屬化膜層的磁控濺射條件包括，電源的功率為1-8千瓦范圍內(nèi)的恒功率，更優(yōu)選為2-4千瓦范圍內(nèi)的恒功率；磁控濺射的真空度為0. 1-1帕，更優(yōu)選為0. 4-0. 7帕；濺射時(shí)間為1-6分鐘，更優(yōu)選為3-5分鐘；磁控濺射的氣氛為惰性氣體氣氛；偏壓為100-200伏，更優(yōu)選為150-200伏；占空比為15-50 %，更優(yōu)選為 30-50 %。根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在優(yōu)選情況下，所述惰性氣體優(yōu)選為氦氣或氬氣，氦氣或氬氣的純度優(yōu)選為99. 9%以上，更優(yōu)選為99. 99%以上。根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在優(yōu)選情況下，為了增加裝飾膜層與基材之間的結(jié)合力，在形成裝飾膜層之前在基材表面形成過(guò)渡層，所述形成過(guò)渡層的方法為在形成過(guò)渡膜層的磁控濺射條件下，在磁控靶上施加電源使磁控靶上的靶材物質(zhì)濺射并沉積在所述基材上，所述靶材為鈦、鈦鋁、鉻、鎢和不銹鋼中的至少一種。所述形成過(guò)渡膜層的條件為電源的功率為8-10千瓦范圍內(nèi)的恒功率，磁控濺射的真空度為0. 4-0. 7帕，濺射時(shí)間為5-15分鐘，磁控濺射的氣氛為惰性氣體氣氛，偏壓為150-200伏，占空比為50-75%。根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在優(yōu)選情況下，所述基材為不銹鋼、鈦、鉻、鋁、鎂、 鋅、鈦合金、鋁合金或鎂合金。根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在優(yōu)選情況下，為了提高膜層與基材的結(jié)合力，所述鍍膜材料的制備方法還可以包括在進(jìn)行磁控濺射之前對(duì)基材進(jìn)行離子清洗。所述離子清洗的方法包括，用輝光放電等離子體中的正離子轟擊所述基材，離子清洗的的真空度為0. 8-1. 2帕，離子清洗時(shí)間為25-30分鐘，離子清洗的氣氛為惰性氣體氣氛，偏壓為 900-1150 伏，占空比為 50-75% ο根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在通常情況下，所述鍍膜材料的制備方法還包括在將基材進(jìn)行離子清洗之前，對(duì)基材進(jìn)行前處理，該前處理的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的， 例如，對(duì)基材進(jìn)行機(jī)械拋光、磨砂或拉絲后，進(jìn)行超聲波清洗。可以根據(jù)需要，對(duì)于想得到光滑觸感的鍍膜材料的基材，進(jìn)行機(jī)械拋光后進(jìn)行超聲波清洗；對(duì)于想得到磨砂觸感的鍍膜材料的基材，進(jìn)行磨砂后進(jìn)行超聲波清洗；對(duì)于想得到條狀觸感的鍍膜材料的基材，進(jìn)行拉絲后進(jìn)行超聲波清洗。所述機(jī)械拋光、磨砂或拉絲以及超聲波清洗的方法已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不再重復(fù)。下面采用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的裝飾材料及其制備方法?；牟捎貌讳P鋼(型號(hào)為316L)工件1、前處理(1)機(jī)械拋光采用東莞市晶密機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的拋光機(jī)(JM-101型號(hào))用江門(mén)杰利信拋磨材料有限公司生產(chǎn)的黃色中粗拋光油膏(SBT-600型號(hào))在觀(guān)40轉(zhuǎn)/分鐘的拋光輪轉(zhuǎn)速下對(duì)不銹鋼工件進(jìn)行粗拋10分鐘，再用白色精拋油膏(SBW-804型號(hào))在觀(guān)40轉(zhuǎn)/分鐘的拋光輪轉(zhuǎn)速下對(duì)該工件進(jìn)行精拋10分鐘。(2)超聲波清洗對(duì)上述拋光后的工件依次浸泡在常溫除臘水、除油粉溶液及70°C的去離子水中進(jìn)行超聲波清洗，清洗時(shí)間依次為5分鐘、5分鐘、10分鐘，各步之間用水洗滌。其中除臘水和除油粉均為麥德美精細(xì)化工有限公司產(chǎn)品。2、制備裝飾材料采用磁控濺射鍍膜設(shè)備(北京實(shí)力源有限責(zé)任公司)進(jìn)行鍍膜。
該設(shè)備中鈦靶的結(jié)構(gòu)為磁控濺射區(qū)內(nèi)對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有兩對(duì)純度為99. 99%的鈦金屬平面磁控靶。(1)離子清洗將上述清洗后的工件放入真空室的工件架上，工件架以3轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)門(mén)，利用粗抽真空系統(tǒng)旋片泵+羅茨泵對(duì)裝有設(shè)備的真空室進(jìn)行初抽，當(dāng)真空度達(dá)到分子泵啟動(dòng)壓強(qiáng)5 后，開(kāi)啟高閥對(duì)真空室進(jìn)行細(xì)抽，在0. OSPa時(shí)對(duì)真空室加熱以達(dá)到減少抽氣時(shí)間的目的，當(dāng)真空度至6 X 10’a后，對(duì)真空室充氬氣使真空度降至lPa，此時(shí)開(kāi)啟偏壓電源對(duì)工件進(jìn)行離子清洗，占空比75%，偏壓1100伏特，清洗時(shí)間30分鐘。(2)形成過(guò)渡膜層開(kāi)啟鈦靶電源，將工作氣壓調(diào)整為0. 5Pa,電源功率為9千瓦，偏壓為200伏，占空比為75%，進(jìn)行磁控濺射，濺射的時(shí)間為10分鐘。(3)形成裝飾膜層調(diào)整電源功率為9千瓦，偏壓為150伏，占空比為50%，通入乙炔和氮?dú)?，乙炔流量為lOsccm，氮?dú)饬髁繌?0sCCm遞增至50sCCm，進(jìn)行磁控濺射，濺射的時(shí)間為40分鐘。關(guān)閉鈦靶電源，停止通入氣體，冷卻10分鐘出爐，得到形成有厚度為1. 2um的膜層的工件，該膜層為金黃色偏紅色，而且具有金屬質(zhì)感。(4)形成金屬化膜層采用磁控濺射鍍膜設(shè)備(北京實(shí)力源有限責(zé)任公司)進(jìn)行鍍膜。該設(shè)備中不銹鋼靶的結(jié)構(gòu)為磁控濺射區(qū)內(nèi)有兩對(duì)純度為99. 99%的不銹鋼圓柱磁控靶。用粗真空抽氣系統(tǒng)先對(duì)真空室進(jìn)行粗抽氣，達(dá)到分子泵啟動(dòng)壓強(qiáng)后，再利用高真空系統(tǒng)對(duì)真空室進(jìn)行細(xì)抽，在0. OSPa時(shí)對(duì)真空室加熱以達(dá)到減少抽氣時(shí)間的目的，最后達(dá)到鍍膜的本底真空度6X 10_3Pa。達(dá)到本底真空后，充入工作氣體氬氣，使工作氣壓在 0. 5Pa，氬氣流量為350sCCm，開(kāi)啟不銹鋼靶的電源，進(jìn)行磁控濺射，電源功率為1. 5KW，偏壓電源工藝為占空比50%、電壓200伏特，金屬化時(shí)間為％iin。關(guān)閉不銹鋼靶電源，關(guān)閉偏壓電源，停止通入氬氣，冷卻10分鐘出爐，得到形成有厚度為4nm的膜層的工件，該膜層為淡粉色，而且具有金屬質(zhì)感。實(shí)施例2本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的鍍膜材料及其制備方法?；牟捎免伜辖?型號(hào)為T(mén)A2)工件1、前處理(1)機(jī)械拋光采用東莞市晶密機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的拋光機(jī)(JM-101型號(hào))用江門(mén)杰利信拋磨材料有限公司生產(chǎn)的黃色中粗拋光油膏(SBT-600型號(hào))在觀(guān)40轉(zhuǎn)/分鐘的拋光輪轉(zhuǎn)速下對(duì)鈦合金工件進(jìn)行粗拋10分鐘，再用白色精拋油膏(SBW-804型號(hào))在觀(guān)40轉(zhuǎn)/分鐘的拋光輪轉(zhuǎn)速下對(duì)該工件進(jìn)行精拋10分鐘。(2)拉絲采用東莞市晶密機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的拋光機(jī)(JM-101型號(hào))用深圳市宏方冠華科技有限公司生產(chǎn)的紅色精拋油膏(555-10型號(hào))在1420轉(zhuǎn)/分鐘的拉絲輪轉(zhuǎn)速下對(duì)鈦合金工件進(jìn)行精拋10分鐘。(3)超聲波清洗對(duì)上述拉絲后的工件依次浸泡在常溫除臘水、除油粉溶液及70°C的去離子水中進(jìn)行超聲波清洗，清洗時(shí)間依次為5分鐘、5分鐘、10分鐘，各步之間用水洗滌。其中除臘水和除油粉均為麥德美精細(xì)化工有限公司產(chǎn)品。2、制備裝飾材料采用磁控濺射鍍膜設(shè)備(北京實(shí)力源有限責(zé)任公司)進(jìn)行鍍膜。該設(shè)備中鈦靶的結(jié)構(gòu)為磁控濺射區(qū)內(nèi)對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有兩對(duì)純度為99. 99%的鈦金屬平面磁控靶。(1)離子清洗將上述清洗后的工件放入真空室的工件架上，工件架以3轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)門(mén)，利用粗抽真空系統(tǒng)旋片泵+羅茨泵對(duì)裝有設(shè)備的真空室進(jìn)行初抽，當(dāng)真空度達(dá)到分子泵啟動(dòng)壓強(qiáng)5 后，開(kāi)啟高閥對(duì)真空室進(jìn)行細(xì)抽，在0. OSPa時(shí)對(duì)真空室加熱以達(dá)到減少抽氣時(shí)間的目的，當(dāng)真空度至6X 10’a后，對(duì)真空室充氬氣使真空度降至lPa，此時(shí)開(kāi)啟偏壓電源對(duì)工件進(jìn)行離子清洗，占空比75%，偏壓1100伏特，清洗時(shí)間30分鐘。(2)形成過(guò)渡膜層開(kāi)啟鈦靶電源，將工作氣壓調(diào)整為0. 5Pa,電源功率為9千瓦，偏壓為200伏，占空比為75%，進(jìn)行磁控濺射，濺射的時(shí)間為10分鐘。(3)形成裝飾膜層調(diào)整電源功率為7千瓦，偏壓為170伏，占空比為75%，通入乙炔和氮?dú)?，乙炔流量?0sCCm，氮?dú)饬髁繌腎Osccm遞增至SOsccm，進(jìn)行磁控濺射，濺射的時(shí)間為35分鐘。關(guān)閉鈦靶電源，停止通入氣體，冷卻10分鐘出爐，得到形成有厚度為1. 2um的膜層的工件，該膜層為金黃色偏紅色，而且具有金屬質(zhì)感。(4)形成金屬化膜層采用磁控濺射鍍膜設(shè)備(北京實(shí)力源有限責(zé)任公司)進(jìn)行鍍膜。該設(shè)備中不銹鋼靶的結(jié)構(gòu)為磁控濺射區(qū)內(nèi)設(shè)置有兩對(duì)純度為99. 99%的不銹鋼圓柱磁控靶。用粗真空抽氣系統(tǒng)先對(duì)真空室進(jìn)行粗抽氣，達(dá)到分子泵啟動(dòng)壓強(qiáng)后，再利用高真空系統(tǒng)對(duì)真空室進(jìn)行細(xì)抽，在0. OSPa時(shí)對(duì)真空室加熱以達(dá)到減少抽氣時(shí)間的目的，最后達(dá)到鍍膜的本底真空度6 X 10_3!^。達(dá)到真空度后，充入工作氣體氬氣，使工作氣壓在0. 5Pa, 氬氣流量為350sCCm，開(kāi)啟不銹鋼靶的電源，進(jìn)行磁控濺射，電源功率為3KW，偏壓電源工藝為占空比30%、偏壓150伏特，金屬化時(shí)間為:3min。關(guān)閉不銹鋼靶電源，關(guān)閉偏壓電源，停止通入氬氣，冷卻10分鐘出爐，得到形成有厚度為3nm的膜層的工件，該膜層為淡粉色，而且具有金屬質(zhì)感。實(shí)施例3本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的裝飾材料及其制備方法?；牟捎貌讳P鋼(型號(hào)為316L)工件1、前處理(1)機(jī)械拋光
采用東莞市晶密機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的拋光機(jī)(JM-101型號(hào))用江門(mén)杰利信拋磨材料有限公司生產(chǎn)的黃色中粗拋光油膏(SBT-600型號(hào))在觀(guān)40轉(zhuǎn)/分鐘的拋光輪轉(zhuǎn)速下對(duì)不銹鋼工件進(jìn)行粗拋10分鐘，再用白色精拋油膏(SBW-804型號(hào))在觀(guān)40轉(zhuǎn)/分鐘的拋光輪轉(zhuǎn)速下對(duì)該工件進(jìn)行精拋10分鐘。(2)超聲波清洗對(duì)上述拋光后的工件依次浸泡在常溫除臘水、除油粉溶液及70°C的去離子水中進(jìn)行超聲波清洗，清洗時(shí)間依次為5分鐘、5分鐘、10分鐘，各步之間用水洗滌。其中除臘水和除油粉均為麥德美精細(xì)化工有限公司產(chǎn)品。2、制備裝飾材料采用磁控濺射鍍膜設(shè)備(北京實(shí)力源有限責(zé)任公司)進(jìn)行鍍膜。該設(shè)備中鈦鋁靶的結(jié)構(gòu)為磁控濺射區(qū)內(nèi)設(shè)置有一對(duì)成份比為5 5的鈦鋁合金平面靶材。(1)離子清洗將上述清洗后的工件放入真空室的工件架上，工件架以3轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)門(mén)，利用粗抽真空系統(tǒng)旋片泵+羅茨泵對(duì)裝有設(shè)備的真空室進(jìn)行初抽，當(dāng)真空度達(dá)到分子泵啟動(dòng)壓強(qiáng)5 后，開(kāi)啟高閥對(duì)真空室進(jìn)行細(xì)抽，在0. OSPa時(shí)對(duì)真空室加熱以達(dá)到減少抽氣時(shí)間的目的，當(dāng)真空度至6 X 10’a后，對(duì)真空室充氬氣使真空度降至lPa，此時(shí)開(kāi)啟偏壓電源對(duì)工件進(jìn)行離子清洗，占空比75%，偏壓1100伏特，清洗時(shí)間30分鐘。(2)形成過(guò)渡膜層將工作氣壓調(diào)整為0. 5Pa,開(kāi)啟鈦鋁合金靶的電源，電源功率為5千瓦，偏壓為200 伏，占空比為75%，氬氣流量為^Osccm，進(jìn)行磁控濺射，濺射的時(shí)間為10分鐘。(3)形成裝飾膜層電源功率為5千瓦，設(shè)置偏壓為200伏，占空比為30%，通入氮?dú)猓獨(dú)饬髁繌?40sCCm遞增至150sCCm，進(jìn)行磁控濺射，濺射的時(shí)間為50分鐘。關(guān)閉靶電源，停止通入氣體， 冷卻10分鐘出爐，得到形成有厚度為1. 5um的膜層的工件，該膜層為藍(lán)紫色，而且具有金屬質(zhì)感。(4)形成金屬化膜層采用磁控濺射鍍膜設(shè)備(北京實(shí)力源有限責(zé)任公司)進(jìn)行鍍膜。該設(shè)備中不銹鋼靶的結(jié)構(gòu)為磁控濺射區(qū)內(nèi)設(shè)置有兩對(duì)純度為99. 99%的不銹鋼圓柱磁控靶。用粗真空抽氣系統(tǒng)先對(duì)真空室進(jìn)行粗抽氣，達(dá)到分子泵啟動(dòng)壓強(qiáng)后，再利用高真空系統(tǒng)對(duì)真空室進(jìn)行細(xì)抽，在0. OSPa時(shí)對(duì)真空室加熱以達(dá)到減少抽氣時(shí)間的目的，最后達(dá)到鍍膜的本底真空度6X 10_3Pa。達(dá)到本底真空后，充入工作氣體氬氣，使工作氣壓在 0. 5Pa，氬氣流量為^Osccm，開(kāi)啟不銹鋼靶的電源，進(jìn)行磁控濺射，電源功率為2KW，占空比 15%、偏壓100伏特，金屬化時(shí)間為％iin。關(guān)閉不銹鋼靶電源，關(guān)閉偏壓電源，停止通入氬氣，冷卻10分鐘出爐，得到形成有厚度為5nm的膜層的工件，該膜層為淡藍(lán)色，而且具有金屬質(zhì)感。實(shí)施例4本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的裝飾材料及其制備方法。
基材采用不銹鋼(型號(hào)為316L)工件1、前處理(1)機(jī)械拋光采用東莞市晶密機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的拋光機(jī)(JM-101型號(hào))用江門(mén)杰利信拋磨材料有限公司生產(chǎn)的黃色中粗拋光油膏(SBT-600型號(hào))在觀(guān)40轉(zhuǎn)/分鐘的拋光輪轉(zhuǎn)速下對(duì)不銹鋼工件進(jìn)行粗拋10分鐘，再用白色精拋油膏(SBW-804型號(hào))在觀(guān)40轉(zhuǎn)/分鐘的拋光輪轉(zhuǎn)速下對(duì)該工件進(jìn)行精拋10分鐘。(2)超聲波清洗對(duì)上述拋光后的工件依次浸泡在常溫除臘水、除油粉溶液及70°C的去離子水中進(jìn)行超聲波清洗，清洗時(shí)間依次為5分鐘、5分鐘、10分鐘，各步之間用水洗滌。其中除臘水和除油粉均為麥德美精細(xì)化工有限公司產(chǎn)品。2、制備裝飾材料采用磁控濺射鍍膜設(shè)備(北京實(shí)力源有限責(zé)任公司)進(jìn)行鍍膜。該設(shè)備中鈦鋁靶的結(jié)構(gòu)為磁控濺射區(qū)內(nèi)設(shè)置有一對(duì)成份比為5 5的鈦鋁合金平面靶材。(1)離子清洗將上述清洗后的工件放入真空室的工件架上，工件架以3轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)門(mén)，利用粗抽真空系統(tǒng)旋片泵+羅茨泵對(duì)裝有設(shè)備的真空室進(jìn)行初抽，當(dāng)真空度達(dá)到分子泵啟動(dòng)壓強(qiáng)5 后，開(kāi)啟高閥對(duì)真空室進(jìn)行細(xì)抽，在0. OSPa時(shí)對(duì)真空室加熱以達(dá)到減少抽氣時(shí)間的目的，當(dāng)真空度至6 X 10’a后，對(duì)真空室充氬氣使真空度降至lPa，此時(shí)開(kāi)啟偏壓電源對(duì)工件進(jìn)行離子清洗，占空比75%，偏壓1100伏特，清洗時(shí)間30分鐘。(2)形成裝飾膜層將工作氣壓調(diào)整為0. 5Pa,開(kāi)啟鈦鋁合金靶的電源，調(diào)整電源功率為5千瓦，設(shè)置偏壓為100伏，占空比為15%，通入氮?dú)猓獨(dú)饬髁繌腟Osccm遞增至200SCCm，進(jìn)行磁控濺射，濺射的時(shí)間為60分鐘。關(guān)閉靶電源，停止通入氣體，冷卻10分鐘出爐，得到形成有厚度為1. 6um的膜層的工件，該膜層為藍(lán)綠色，而且具有金屬質(zhì)感。(3)形成金屬化膜層采用磁控濺射鍍膜設(shè)備(北京實(shí)力源有限責(zé)任公司)進(jìn)行鍍膜。該設(shè)備中不銹鋼靶的結(jié)構(gòu)為磁控濺射區(qū)內(nèi)設(shè)置有兩對(duì)純度為99. 99%的不銹鋼圓柱磁控靶。用粗真空抽氣系統(tǒng)先對(duì)真空室進(jìn)行粗抽氣，達(dá)到分子泵啟動(dòng)壓強(qiáng)后，再利用高真空系統(tǒng)對(duì)真空室進(jìn)行細(xì)抽，在0. OSPa時(shí)對(duì)真空室加熱以達(dá)到減少抽氣時(shí)間的目的，最后達(dá)到鍍膜的本底真空度6X 10_3Pa。達(dá)到本底真空后，充入工作氣體氬氣，使工作氣壓在 0. 5Pa，氬氣流量為^Osccm，開(kāi)啟不銹鋼靶的電源，進(jìn)行磁控濺射，電源功率為1KW，占空比 15%、偏壓100伏特，金屬化時(shí)間為％iin。關(guān)閉不銹鋼靶電源，關(guān)閉偏壓電源，停止通入氬氣，冷卻10分鐘出爐，得到形成有厚度為3nm的膜層的工件，該膜層為淡藍(lán)色，而且具有金屬質(zhì)感。對(duì)比例1本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的裝飾材料及其制備方法。
基材采用不銹鋼(型號(hào)為316L)工件1、前處理(1)機(jī)械拋光采用東莞市晶密機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的拋光機(jī)(JM-101型號(hào))用江門(mén)杰利信拋磨材料有限公司生產(chǎn)的黃色中粗拋光油膏(SBT-600型號(hào))在觀(guān)40轉(zhuǎn)/分鐘的拋光輪轉(zhuǎn)速下對(duì)不銹鋼工件進(jìn)行粗拋10分鐘，再用白色精拋油膏(SBW-804型號(hào))在觀(guān)40轉(zhuǎn)/分鐘的拋光輪轉(zhuǎn)速下對(duì)該工件進(jìn)行精拋10分鐘。(2)超聲波清洗對(duì)上述拋光后的工件依次浸泡在常溫除臘水、除油粉溶液及70°C的去離子水中進(jìn)行超聲波清洗，清洗時(shí)間依次為5分鐘、5分鐘、10分鐘，各步之間用水洗滌。其中除臘水和除油粉均為麥德美精細(xì)化工有限公司產(chǎn)品。2、制備裝飾材料采用磁控濺射鍍膜設(shè)備(北京實(shí)力源有限責(zé)任公司)進(jìn)行鍍膜。該設(shè)備中鈦靶的結(jié)構(gòu)為磁控濺射區(qū)內(nèi)對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有兩對(duì)純度為99. 99%的鈦金屬平面磁控靶。(1)離子清洗將上述清洗后的工件放入真空室的工件架上，工件架以3轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)門(mén)，利用粗抽真空系統(tǒng)旋片泵+羅茨泵對(duì)裝有設(shè)備的真空室進(jìn)行初抽，當(dāng)真空度達(dá)到分子泵啟動(dòng)壓強(qiáng)5 后，開(kāi)啟高閥對(duì)真空室進(jìn)行細(xì)抽，在0. OSPa時(shí)對(duì)真空室加熱以達(dá)到減少抽氣時(shí)間的目的，當(dāng)真空度至6 X 10’a后，對(duì)真空室充氬氣使真空度降至lPa，此時(shí)開(kāi)啟偏壓電源對(duì)工件進(jìn)行離子清洗，占空比75%，偏壓1100伏特，清洗時(shí)間30分鐘。(2)形成過(guò)渡膜層開(kāi)啟鈦靶電源，將工作氣壓調(diào)整為0. 5Pa,電源功率為9千瓦，偏壓為200伏，占空比為75%，氬氣流量為350sCCm，進(jìn)行磁控濺射，濺射的時(shí)間為10分鐘。(3)形成裝飾膜層調(diào)整電源功率為9千瓦，偏壓為150伏，占空比為50%，通入乙炔和氮?dú)猓胰擦髁繌腎Osccm遞增至22sCCm，氮?dú)饬髁繌?0sCCm遞增至70sCCm，進(jìn)行磁控濺射，濺射的時(shí)間為45分鐘。關(guān)閉鈦靶電源，停止通入氣體，冷卻10分鐘出爐，得到形成有厚度為1. Ium的膜層的工件，具有金屬質(zhì)感。性能測(cè)試1、色度值測(cè)定用色度儀測(cè)試樣品的色度輸出L、a、b三組數(shù)據(jù)。其中，L表示明度指數(shù)，a表示紅綠色品指數(shù)，b表示黃藍(lán)色品指數(shù)。2、結(jié)合力測(cè)定用劃格器在樣品的鍍膜表面劃100個(gè)ImmX Imm的正方形格，用美國(guó)3M公司生產(chǎn)的型號(hào)為600的透明膠帶平整粘結(jié)在方格上，不留一絲空隙，然后快速垂直揭起膠帶，觀(guān)察劃痕邊緣處的膜層有無(wú)脫落。如脫膜量在0-5面積％之間為5B，在5-10面積％之間為4B， 在10-20面積％之間為3B，在20-30面積％之間為2B，在30-50面積％之間為1B，在50面積％以上為0B。
3、耐磨性測(cè)定使用的設(shè)備為Rosier振動(dòng)耐磨儀，配有用于磨損的黃圓錐、綠角錐和FC120清潔劑，磨損時(shí)間設(shè)定為30分鐘，若判定磨損區(qū)域面積< IX 1mm，再次設(shè)定磨損時(shí)間為30分鐘繼續(xù)進(jìn)行耐磨性測(cè)試，以此循環(huán)直到磨損區(qū)域面積> 1 X Imm為止。一般磨損累積時(shí)間2小時(shí)還未出現(xiàn)磨損區(qū)域面積> IX Imm的判定為合格。本耐磨測(cè)試記錄出現(xiàn)磨損區(qū)域面積> IXlmm的時(shí)間。4、耐蝕性測(cè)試在鹽霧箱內(nèi)，造成一個(gè)近似海水成分的水溶液將其噴射成霧狀，充滿(mǎn)整個(gè)箱內(nèi)，并配合溫度濕度及氣壓的控制，強(qiáng)化這些因素，進(jìn)行加速試驗(yàn)，從而快速鑒定材料的耐腐蝕性能。鹽霧溶液=Nacl 5% PH = 3. 1 3. 3 (加冰醋酸和CuCl2)；測(cè)試溫度測(cè)試室50°C， 空氣飽和桶的溫度為63°C ；測(cè)試時(shí)間為8小時(shí)。測(cè)試結(jié)果評(píng)估按GB6461-86外觀(guān)評(píng)定。采用上述測(cè)試方法對(duì)實(shí)施例1-4和對(duì)比例1所得到的形成有膜層的工件進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種裝飾材料，該材料包括基材和鍍覆在所述基材上的膜層，其特征在于，所述膜層包括依次鍍覆在所述基材上的裝飾膜層和金屬化膜層；所述裝飾膜層為碳氮化鈦、氮化鋁鈦和氮化鎢中的一種；所述金屬化膜層為鎢、鋁、鉻、鈦和不銹鋼中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝飾材料，其中，所述裝飾膜層為碳氮化鈦，所述金屬化膜層為不銹鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝飾材料，其中，所述裝飾膜層為氮化鋁鈦，所述金屬化膜層為不銹鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的裝飾材料，其中，所述裝飾膜層的厚度為 0. 8-2um，所述金屬化膜層的厚度為2-8nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝飾材料，其中，所述基材為不銹鋼、鈦、鉻、鋁、鎂、鋅、鈦合金、鋁合金或鎂合金。
6.一種權(quán)利要求1所述的裝飾材料的制備方法，其特征在于，在磁控靶上施加電源使磁控靶上的靶材物質(zhì)濺射并沉積在所述基材上，以形成依次鍍覆在所述基材上的裝飾膜層和金屬化膜層，所述靶材為鈦、鈦鋁、鉻、鎢和不銹鋼中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，形成所述裝飾膜層的靶為平板狀，形成所述金屬化膜層的靶為圓柱狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述磁控濺射的過(guò)程中用偏壓電源轟擊膜層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述形成裝飾膜層的磁控濺射條件使所述裝飾膜層的厚度為0. 8-2um，所述形成金屬化膜層的磁控濺射條件使所述金屬化膜層的厚度為 2-8nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述形成裝飾膜層的磁控濺射條件包括，電源的功率為5-10千瓦，磁控濺射的真空度為0. 3-0. 8帕，濺射時(shí)間為35-120分鐘，工作氣體為惰性氣體，反應(yīng)氣體為氮?dú)饣虻獨(dú)夂鸵胰驳幕旌蠚怏w，所述反應(yīng)氣體的流量為遞增的，所述反應(yīng)氣體為氮?dú)鈺r(shí)，所述反應(yīng)氣體為氮?dú)鈺r(shí)氮?dú)獾某跏剂髁繛?0-80標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘、最終流量為90-260標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘；所述反應(yīng)氣體為氮?dú)夂鸵胰驳幕旌蠚怏w時(shí)，乙炔的流量為1-20標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘或乙炔流量遞增變化，其起始流量為8-20標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，最終流量為20-60標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，所述氮?dú)獾某跏剂髁繛?0-40標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘、最終流量為 50-100標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘；偏壓為50-200伏，占空比為15% -75%。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，形成所述金屬化膜層的磁控濺射條件包括，電源的功率為1-8千瓦范圍內(nèi)的恒功率，磁控濺射的真空度為0. 1-1帕，濺射時(shí)間為1-6分鐘，磁控濺射的氣氛為惰性氣體氣氛，偏壓為100-200伏，占空比為15-50%。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述基材為不銹鋼、鈦、鉻、鋁、鎂、鋅、鈦合金、 鋁合金或鎂合金。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種裝飾材料，該材料包括基材和鍍覆在所述基材上的膜層，所述膜層包括依次鍍覆在所述基材上的裝飾膜層和金屬化膜層；所述裝飾膜層為碳氮化鈦、氮化鋁鈦和氮化鎢中的一種；所述金屬化膜層為鎢、鋁、鉻、鈦和不銹鋼中的一種。還提供了一種裝飾材料的制備方法，該方法包括依次在形成裝飾膜層的磁控濺射條件下和形成金屬化膜層的磁控濺射條件下，在磁控靶上施加電源使磁控靶上的靶材物質(zhì)濺射并沉積在所述基材上，以形成依次鍍覆在所述基材上的裝飾膜層和金屬化膜層，所述靶材為鈦、鋁、鉻、鎢和不銹鋼中的至少一種。本發(fā)明提供的鍍膜材料，膜層顏色豐富，顏色均勻，而且膜層的金屬質(zhì)感很強(qiáng)，結(jié)合力好，耐磨性和耐腐蝕性能優(yōu)良。
文檔編號(hào)C23C14/35GK102294856SQ20101021644
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者胡斌, 薛仁奎, 郭麗芬, 陳云 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司